110kv发电厂设计

.装订线 .毕 业 论 文XXX 县 110kV 变电站设计 院 部 专业班级 届 次 学生姓名 学 号 指导教师 李四 二一四 年 六 月 十 日目录摘要 .IXAbstract .X引言 .11 原始数据概述 .22 负荷计算 .32.1 负荷分析 .32.2负荷计算 .33 变压器的确定 .53.1 主变压器台数的确定 .53.2 主变压器容量的确定 .63.3 主变压器相数选择 .63.4 主变压器绕组数量确定 .73.5 站用变压器的选择 .83.5.1 站用变台数的确定： .83.5.2 站用变的容量确定： .84 主接线形式的确定 .94.1 电气主接线 .94.1.1 主接线概念 .94.1.2 主接线设计基本要求和原则 .94.1.3 主接线的基本接线 .104.2 110kV侧接线设计 .104.3 35kV侧主接线方案选取 .114.4 10kV 侧主接线方案选取 .124.5 主接线设备配置 .144.5.1 隔离开关的设置 .144.5.2 接地刀闸及接地器的配置 .144.5.3 电压互感器的配置 .144.5.4 电流互感器的配置 .154.5.5 避雷器的设置 .155 无功补偿 .165.1 补偿装置的意义 .165.2 无功补偿装置类型的选择 .165.2.1 无功补偿装置的类型 .165.2.2 常见的三种补偿装置的比较与选择 .16ii 5.3 无功补偿装置容量的确定 .185.4 并联电容器装置分组 .185.4.1 分组原则 .185.4.2 分组方式 .185.5 并联电容器装置的接线 .195.6 并联电容器对 10kV系统单相接地电流的影响 .196 短路电流计算 .196.1 短路电流计算的目的 .196.2 短路电流实际运算中采用的原则和假设 .206.3 三相短路电流计算 .206.3.1 最大运行方式下三相短路情况 .206.4 两相短路电流计算 .276.5 单相短路电流计算 .277 电气设备选择 .277.1 设备选择的原则 .277.2 设备选择和校验的条件 .287.3 母线及出线的选择 .287.3.1 110kV母线的选择与校验 .297.3.2 35kV母线的选择与校验 .317.3.3 主变 35kV侧至 35kV母线连线的选择与校验 .327.3.4 35kV输电线路的选择与校验 .327.3.5 10kV侧母线的选择与校验 .347.3.6 主变 10kV侧至母线 10kV连线的选择与校验 .357.3.7 10kV输电线的选择与校验 .357.4 断路器的选择和校验 .377.4.1 110kV侧断路器的选择与校验 .377.4.2 35kV侧断路器的选择与校验 .387.4.3 35kV侧出线断路器的选择与校验 .397.4.4 10kV侧断路器的选择与校验 .407.4.5 10kV侧出线断路器的选择与校验 .417.5隔离开关的选择和校验 .427.5.1 110kV侧隔离开关的选择与校验 .427.5.2 35kV侧隔离开关的选择与校验 .427.5.3 10kV侧隔离开关的选择与校验 .437.6绝缘子的选择和校验 .447.7穿墙套管选择和校验 .45iii 7.8 熔断器的选择和校验 .467.8.1 35kV侧所用变的熔断器选择与校验 .467.8.2 10kV侧所用变的熔断器的选择与校验 .467.8.3 35kV侧保护电压互感器的熔断器选择与校验 .477.8.4 10kV侧保护电压互感器的熔断器选择与校验 .477.8.5保护电力电容的熔断器选择与校验 .487.9 电流互感器的选择和校验 .487.9.1 110kV侧电流互感器的选择与校验 .487.9.2 35kV侧进线电流互感器的选择与校验 .497.9.3 35kV出线电流互感器的选择与校验 .507.9.4 10kV侧电流互感器的选择与校验 .507.9.5 10kV出线电流互感器的选择与校验 .507.10 阻波器的选择 .517.11 电压互感器的选择 .517.11.1 110kV侧电压互感器的选择 .517.11.2 35kV侧电压互感器的选择 .527.11.3 10kV侧电压互感器的选择 .527.12 避雷器的选择 .527.13 接地装置的选择 .547.14 高压配电装置的选择 .547.14.1 110kV高压配电装置的选择 .547.14.2 35kV配电装置的选择 .557.14.3 10kV高压开关柜的选择 .557.15 电气平面布置选择 .568 继电保护 .578.1变压器的继电保护 .578.1.1瓦斯保护 .578.1.2相间短路保护 .588.1.3后备保护 .598.1.4过负荷保护 .608.1.5过励磁保护 .608.1.6其他非电量保护 .608.1.7零序保护 .608.2母线的继电保护 .618.3线路的继电保护 .61iv 参考文献 .63致谢 .64XXX 县 110kV 变电所电气设计作者：张三 指导教师： 李四 【摘要】本次设计为 110KV 终端降压变电站，位于德州市齐河县，为当地工业生产及提供了可靠的保障。设计分为计算书、说明图纸两部分。该变电站有 2 台主变压器，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。本次设计中进行了主变的选择、主接线形式的确定、短路电流计算，主要设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等） ，并对继电保护及防雷接地保护进行了规划性设计。短路电流根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。图纸方面分为：电气主接线图，电气总平面布置图，继电保护等部分。关键词：变电站 电气主接线 短路电流 继电保护1 引言我国的电力事业是从新中国成立以后才开始慢慢发展起来的。110kV 变电站从六十年代开始逐渐走入普通的地级市,当时国内绝大部分城市还辅以 35kV 变电站构成高压输电网络。由于当时负荷水平低,电力建设投资少，城市电网结构简单。进入八十年代以来,我国经济进入前所未有的高速发展阶段。经济建设对电力事业提出更高要求的同时也促进了电力事业的发展。这段时期建设的 110kV 变电站110kV 电气设备多采用常规设备户外敞开式布置;变电站主接线较为复杂,例如为单母线分段带旁路；电气设备为多油或少油设备；主变容量大多选择 31.5MVA 或40MVA。这种模式的变电站占地面积大,设备繁多，设备安全可靠性较低，日常维护工作量大。目前全国农村人口尚有 40未用上电，达到人人用电需新增变电站50007000 座，基本上分布在老、少、山、边、穷等经济不发达的地区，加上现有户外站和少数常规站改造，共计近万座站的新建和改造任务。农村变电站在安全、可靠的基础上，要结线简单，设备少，质量高，尤其断路器要做到不检修周期长，简化二次设备，取消直流系统，提高配电网络的自动化水平，向户外小型化发展，为无人值班创造条件。110kV 变电所走进农村为农村的经济发展提供强劲的动力，特别是简化高压网络接线和变电所主接线、高自动水平的变电所配电自动化变电所能够监视运行工况，优化运行方式，合理控制负荷， 调整电压和无功功率， 自动计量计费；当配电网发生异常或故障时， 迅速查出异常情况并快速切除， 隔离故障。因此，配电自动化可代替繁重的人工劳动，提高工作效率和设备利用率，并为用户提供自动化服务。配电自动化涉及面广,涉及到一次设备、通信、保护及计算机各个专业，须密切配合才能见成效。在变电所内，配电系统和继电保护二次回路有着密切关系。特别是在配电自动化的初始阶段，大多数遥测数据来自变(配)电所，这是因为变(配) 电所设备相对集中，使通信系统的扩展相对容易，效益较为明显，维护量及投入资金也相对较少。我国 110kV 无人值班变电所和变电所综合自动化系统是从 80 年代末开始讨论、研制与开发的。近年来发展十分迅速,到目前为止全国已有相当多的无人值班变电所投产运行,据上海市电力工业局对国内无人值班变电所近况的调研报告:110kV 无人值班变电所深圳供电局有 29 座;珠海供电局有 8 座 烟台电业局有 6 座;青岛电业局有 8 座。自 1991 年 5 月统计,都没有发生因无人值班而造成电网事故和误操作事故, 却节省运行值班人员 122 人,“减人增效”的效果十分显著。2 可靠的电源点和具有性能好、质量高、检修周期长或多年不需检修等特点的高压断路器,都为简化高压网络接线和变电所主接线提供了技术条件。推荐深入农村的 110kV 变电所不承担功率转移任务，只具受电功能，变电所采用 T 接与电网联结，原则上高压侧主接线采用线路 2 变压器组的形式，低压侧采用单母线四分段的形式。这种接线的优点是接线简洁、占地少、继电保护简单，该方式可以在任何一个电源失电情况下，以备自投自动进行负荷转移，操作活动区域小，此后,， 再向网外逐步转移负荷， 从而以最快的速度恢复供电。目前，有些地方采用线路 2 变压器组在变压器高压侧装设断路器的形式，在电源侧开关仍为少油断路器，传送远方跳闸信号的通道难以解决的情况下是比较可取的。其优点可把变电所内故障限制在所区范围内，而不用频繁地跳电源侧断路器。综上所述, 无人值班变电所是电力系统现代化的必然趋势, 实施变电所综合自动化是电力生产技术和管理模式的重大改进和突破, 对提高配电自动化有着深远的意义。各地根据本地区的经济基础、技术条件等因素,不断提高人员素质及现代化管理水平, 积极、稳妥、有步骤地进行。1 原始数据概述待建变电所为终端降压变电所，电压等级分别为 110kV、35kV 和 10kV。本变电所经两回 110kV 架空进线与系统相连；分别用 35kV 分 4 路和 10KV 为 8 路出线向本地用户供电。变电所配有 10kV 无功补偿装置。系统参数：110kV 系统的系统容量为 S=1000MVA,X=0.36(电抗以电源容量为其准直的标么值) ，系统分别距离本站 16KM 和 14KM，线路阻抗按 0.4 欧/KM 计算。最大运行方式三相短路容量为 2200 兆伏安；最小运行方式三相短路容量为1750 兆伏安。站用电为 160 。kVA地形、地质 站址选于山坡上，南面靠丘陵，东、西、北面分别是果树、桑园和农田，地势平坦，地质构造为稳定区。地震基本烈度为 6 度，土壤电阻率为1.5102欧米。气象条件（1）绝对最高温度为 40;（2）最高月平均气温为 23；（3）年平均温度为10.7；（4）风向以东北风为主。2 负荷计算2.1 负荷分析负荷分类及定义3 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区） ，允许有一回专用架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。经分析原始负荷资料可知变电站范围内有一级负荷和二类负荷，对于比较重要的负荷，采用 2 回路供电的方式，来保证其供电的可靠性。2.2负荷计算负荷计算采用：需用系数法计算电力负荷。公式如下：； ； ;cadNEPKtancQP2cacaSPQ(3)caNISU表 2-1 变电站主要负荷统10kV 电压等级用电单位 最大负荷(MW) 功率因数 回路数 供电方式 距离(km)大朗毛纺厂 6 0.9 1 架空 15大朗纸厂 5 0.9 1 电缆 5皮革厂 6 0.9 1 架空 10红卫化工厂 7 0.8 1 架空 8自来水厂 5 09 1 电缆 4东配电站 6 0.85 1 架空 10西配电站 5 0.85 1 架空 8备用 1负荷同时率：0.68，一级负荷 30%，二级负荷 40%, 三级负荷 30%.4 35kV 电压等级用电单位 最大负荷(MW) 功率因数 回路数 供电方式 距离(km)化肥厂 12 0.9 1 架空 25汽配厂 10 0.9 1 架空 28糖厂 12 0.9 1 架空 30钢铁厂 15 0.8 1 架空 32负荷同时率：0.8，一级负荷 35%，二级负荷 50%, 三级负荷 15%.所用负荷计算总负荷：150kVA，其中：一级负荷 20%，二级负荷 40%, 三级负荷 40%.最大负荷时：1. 35kV 出线侧负荷计算 =12tan（arccos0.9）=5.811LPQtan =6.00tan（arccos0.9）=5.332 =8.00tan（arccos0.9）=5.813Lt =8.00tan（arccos0.8）=11.254an2. 10kV 出线侧负荷计算= =4.00tan（arccos0.9）=1.931LQPt= =4.00tan（arccos0.9）=1.932an= =3.00tan（arccos0.9）=1.